Иван Ефремов - Тафономия и геологическая летопись

    Изменения общего хода процессов второго этапа образования местонахождений отражались и на составе захороненной фауны как в отношении попадания скоплений биосферы в условия захоронения, так и в процессах переноса и отложения. Поэтому характер выборочности процессов захоронения в общем (для целой области) плане в периоды орогенеза и покойные периоды был различен, что отражалось на фаунистическом составе местонахождений периода покоя и периода диастрофизма.

Рассмотренные основные закономерности распределения органических остатков в водных потоках представляют важнейшую группу явлений захоронения наземной фауны, поскольку подавляющее большинство местонахождений образовано водной седиментацией. Для мелких летающих форм, например насекомых, или, гораздо реже, некоторых птиц, фактором переноса и заодно фактором массовой гибели могут быть воздушные потоки. Энергия ветра при скоростях больших 11 м/сек. достаточна для далекого переноса легких организмов. Огромные стаи насекомых или птиц уносятся сильным ветром из области своего обитания и в случае попадания в воду образуют в результате массовой гибели крупные скопления остатков, попадающих в захоронение. Ветер как фактор захоронения имеет большое значение именно для насекомых, также для спор, пыльцы и семян растений, менее для листьев, но для других остатков наземной фауны и флоры роль ветра сводится к минимуму. Во всяком случае захоронение наземных животных, кроме насекомых, при помощи ветра — явление редкое, даже для птиц.

Равным образом, я не буду приводить здесь примеров других возможных факторов захоронения, как, например, перенос органических остатков при помощи льда. Перенос разрозненных органических остатков льдом нередко имеет место, но эти отдельные случаи не носят массового характера, не образуют сколько-нибудь значительных скоплений остатков и поэтому рассеиваются, не образуя местонахождений. Особняком от описанных выше процессов захоронения наземной фауны стоят процессы захоронения в области пустынь. В большинстве случаев пустынные отложения не достигают значительной мощности и по этому признаку относятся к инфрафациям. Однако площади распространения пустынных отложений зачастую исключительно велики и могут сохраняться с времен далекого геологического прошлого, в этой особенности обладая характером ультрафаций. Ввиду небольшой мощности отложения пустынь должны сохраняться в геологической летописи лишь обрывками, без большого пространственного развития.

Факторы захоронения в отложениях пустынных вод, в смысле захоронения в них остатков фауны и флоры, ничем существенным не отличаются от вышеизложенных для водных осадков. Иной характер имеют процессы захоронения в эоловых отложениях древних пустынь. Скопление органических остатков (танатоценоз), образованное первым биосферным этапом, как правило, не может быть перенесено в область энергичного накопления осадков. Поэтому захоронение в пустынях сводится к покрытию скопления остатков переносимыми ветром частицами пород. Очевидно, что в огромном большинстве случаев скопление остатков подвергается субаэральной деструкции и тогда, когда оно будет покрыто тонким слоем отложении. Образование местонахождений в эоловых отложениях может иметь место значительно более редко, чем в водных осадках, именно вследствие очень сильной предварительной деструкции. Зато для пустынных местонахождений целиком выпадают все факторы второго этапа захоронения и эти местонахождения гораздо вернее отражают первоначальный фаунистический состав образования скопления остатков — танатоценоз. В эоловых местонахождениях флоры процесс отложения и захоронения можно считать одновременно фактором массовой гибели растительных организмов, что наблюдается, например, при наступлении пустынь на покрытые растительностью участки. Подобное совмещение всех основных этапов генезиса местонахождения в одном процессе было бы очень благоприятно для полноты характеристики состава флоры. Однако вследствие плохой сохранности остатков после захоронения это свойство пустынных фаций имеет для геологической летописи мало значения.

Заканчивая краткий обзор факторов второго этапа образования местонахождений, мы не должны забывать об общей закономерности образования континентальных толщ, очерченной Баррелем. Совокупность пород любой ультрафации получена в результате многочисленных и сложных внутренних размывов и не является простым итогом одного процесса накопления. Сложные процессы, взаимосвязанные и противоположные, — размыва и накопления, переотложения и растворения, — определяют конечный, видимый для нас результат сплетения и смены по простиранию и стратиграфической вертикали отдельных линз, отложенных в различных условиях. Очень большое значение для захоронения имеет скорость осадконакопления, влияющая и на уменьшение деструкции танатоценозов и на повышенную сохранность тафоценозов. Скорость осадконакопления особенно важна для континентальных фаций. В итоге мы видим, что органические остатки входят в грандиозный процесс механической дифференциации вещества, совершающейся на земной поверхности уже R течение огромного промежутка времени. Познание основных факторов механогенеза местонахождений и составляет один из важнейших разделов тафономии.

    3. Главные факторы фоссилизации (минерализации) органических остатков

    Третий этап, завершающий цикл процессов образования местонахождений наземной фауны, заключается в превращении органических остатков в минеральные образования, находящиеся в равновесии с совокупностью минералов вмещающей остатки породы. Если второй этап формирования местонахождений — захоронение — неразрывно связан с процессом накопления рыхлых осадков, то рассматриваемый третий этап — фоссилизация — также тесно связан с процессом литификации (диагенеза и сингенеза) породы. Изученность процессов литификации в высшей степени неполна и поэтому ход процесса превращения рыхлого осадка в твердую осадочную породу, в особенности на ранних стадиях диагенеза, еще совершенно темен.

В этом отношении большую помощь осадочной петрографии могут принести детальные исследования над фоссилизацией органических остатков, столь необходимые для тафономии. Вскрывая сущность и характер метасоматоза органических веществ в скелетных остатках, мы тем самым выясняем и основные черты процесса минерализации самой породы, вмещающей органические остатки. Наличие в породе органических остатков, являющихся индикаторами степени и характера минерализации породы, очень важно для изучения процессов литогенеза. Для примера приведем известные осадки, считающиеся не подвергавшимися минерализации, но содержащие минерализованные органические остатки. Таковы совершенно пластические синие глины кембрия Ленинградской области, содержащие полностью минерализованные животные остатки, или рыхлые пермские пески бассейна Камы и Волги, содержащие прекрасно минера лизованные кости наземных позвоночных. Равным образом, все процессы последующего эпигенеза осадочной породы (выщелачивание, вторичная цементация и т. д. ) неминуемо должны отразиться на заключенных в породе крупных органических остатках в виде разъедания поверхности, вторичного окремнения, натеков, заполнения поздних трещин и т. п. На основании великолепной сохранности костей позвоночных в некоторых пермских породах Татреспублики приходится отвергнуть мнение Л. И. Миропольского, считавшего, что они подверглись вторичному выщелачиванию.

В общем анализе процессов фоссилизации весьма большое значение имеет закон физико-химической наследственности осадочных пород, предложенный Л. В. Пустоваловым. Согласно этому закону, во всякой осадочной породе, составленной из первичных сингенетических компонентов, продолжают существовать физико-химические условия, близкие к условиям момента формирования осадочной породы. Этот закон оправдывается множеством примеров прекрасной сохранности животных остатков в древних породах и ограничивает возможность предположения о широком распространении позднейших метасоматических процессов в осадочных породах. Физико-химическая наследственность осадочных пород дает возможность конкретного анализа хода процессов фоссилизации в каждом отдельном случае путем восстановления физико-химических условий сингенеза породы.

Среди большого количества факторов, определяющих прочную фоссилизацию захороненных органических остатков, можно выделить следующие основные:

а) Скорость минерализации органических остатков (литификации) и породы, достаточная для предупреждения растворения или других способов деструкции захороненных остатков.

б) Отсутствие влияния субаэральных реагентов, определяющееся достаточно глубоким расположением подвергающегося литификации осадка. При расположении органических остатков в поверхностных зонах накопленного осадка и под тонким слоем воды возможна быстрая деструкция остатков при энергичной инсоляции в зависимости от величины рН и последующем окислении. Очевидно, что в этом случае большое значение имеет и климат места захоронения.

в) Общее состояние (свежесть) остатков в момент захоронения. Сильно разрушившиеся, подвергшиеся инсоляции и выветриванию остатки, особенно животных, содержат значительно меньшее количество органического вещества, чем остатки, попавшие в захоронение в виде трупов или свежих, не выветренных костей. Большое содержание органического вещества часто способствует скорости и полноте минерализации остатков, усиливая соответствующие химические реакции внутри формирующейся породы.

г) Степень уплотнения жидких осадков с захороненной в них флорой и фауной. Уплотнение осадков, всегда сопутствующее литификации в нормальных средних случаях, приводит к деформации ископаемых остатков, в особенности животных. Сильная степень уплотнения осадка ведет к полной деструкции объектов, превращающихся в тонкие прослойки, сохраняющие лишь общее сходство микроскопического строения с первичным костным, хитиновым или известковым веществом скелетного остатка. Характер деформации ископаемых остатков нередко показывает скорость фоссилизации остатков относительно скорости литификации вмещающей породы. Деформации ископаемых костей, с разломами и сдвигами отдельных частей относительно других, указывают на большую скорость фоссилизации, в основном закончившейся до полной литификации породы. Пластические деформации, расплющивание и растягивание костей, без нарушения сплошности, служат доказательством медленной фоссилизации, не обогнавшей литификацию породы.